1.2 Химический состав и механические свойства материала

Материал детали - сталь 40ХГОСТ 4543-88, легированная, качественная сталь, хорошо обрабатывается давлением и резанием всеми видами лезвийных и абразивных инструментов.

При штамповке, термической и механической обработке трудностей не

вызывает.

Химический состав и механические свойства стали 40Х ГОСТ4643 – 88 приведены в таблице1 и в таблице2.

Таблица 1- Химический состав		стали 40Х ГОСТ 4543 -				88
Марка стали		Массовая доля элементов, %
	Углерод		Хром		Фосфор		Сера
40Х	0,4		1,5	не	более 0,035		не более 0,035

Таблица 2 - Механические свойства стали 40Х

Марка стали	Предел прочности при растяжении, МПА (кг/мм2), не менее	Твёрдость НВ
40Х	980(100)	235-274

1.3 Анализ технологичности детали

Требования к конструкции детали, предъявляемые технологией механической обработки, сводится к следующему:

- деталь должна иметь удобные и надёжные базирующие поверхности;

- конструкция детали должна обеспечивать возможность совмещения технологических и конструкторских баз одних и тех же поверхностей на большинстве операций;

- деталь должна иметь жёсткость, достаточную для восприятия без ощутимых деформаций сил резания;

- конструкция детали должна обеспечивать удобный подвод жёсткого и высокопроизводительного инструмента к обрабатываемым поверхностям и сводный выход режущего инструмента при обработке на проход.

Качественный анализ технологичности целесообразно проводить в следующей последовательности:

• установить возможность применения высокопроизводительных методов обработки;

• определить технологическую увязку размеров, оговоренных допусками, параметры шероховатости, необходимость дополнительных технологических операций для получения высокой точности и достаточной шероховатости поверхностей;

• увязать, указанные на чертеже, допускаемые отклонения размеров, параметры шероховатости и пространственные отклонения по геометрической форме и взаимному расположению поверхностей с геометрическими погрешностями станков.

• определить возможность непосредственного измерения заданных на чертеже размеров;

- определить поверхности, которые могут быть использованы при базировании, возможности введения искусственных баз.

С целью упрощения анализа технологичности можно дать частные рекомендации для некоторых классификационных групп деталей.

Для корпусных деталей определяют:

• Допускает ли конструкция обработку плоскостей на проход и что мешает такому виду обработки?

• Можно ли обрабатывать отверстия одновременно на многошпиндельных станках с учётом расстояния между осями этих отверстий?

• Позволяет ли форма отверстий растачивать их на проход с одной или двух сторон?

• Есть ли свободный доступ инструмента к обрабатываемым поверхностям?

• Нужна ли подрезка торцов ступиц с внутренних сторон отливки, и можно ли её устранить?

• Есть ли глухие отверстия, можно ли заменить их сквозными?

• Имеются ли обрабатываемые поверхности, расположенные под тупым или острыми углами, и можно ли заменить их плоскостями, расположенными параллельно или перпендикулярно друг другу

• Имеются ли отверстия, расположенные не под прямым углом к плоскости входа и выхода, и возможно ли изменение этих элементов?

Для валов указывают:

• Можно ли обрабатывать поверхности проходными резцам?

• Убывают ли к концам диаметральные размеры шеек вала?

• Можно ли уменьшить диаметры фланцев или буртов, или исключить их вообще, и как это повлияет на коэффициент использования материала?

• Можно ли заменить закрытые шпоночные канавки открытыми, которые обрабатываются гораздо производительнее дисковыми фрезами?

• Имеют ли поперечные канавки форму и размеры, пригодные для обработки на гидрокопировальных станках?

• Допускает ли жёсткость вала получение высокой точности обработки?

Для зубчатых колёс определяют:

- простоту формы центрального отверстия, т.к. сложные отверстия значительно усложняют обработку, вызывая необходимость применения револьверных станков и полуавтоматов;

• простоту конфигурации наружного контура зубчатого колеса (т.к. наиболее технологичными являются зубчатые колёса плоской формы без выступающих ступиц);

• правильную форму и размеры канавок для выхода инструментов;

- возможность многорезцовой обработки в зависимости от соотношения венцов и расстояний между ними;

- возможность замены конструкции зубчатого колеса со ступицами с двух сторон зубчатым колесом, имеющим ступицу с одной стороны, т.к. в первом случае обработка по одной детали на зубофрезерных станках вызывает увеличение количества этих станков на 25 - 30%.

Конечной целью обработки детали на технологичность является заключение о ее технологичности.

Количественную оценку технологичности конструкции детали производим по следующим коэффициентам;

Коэффициент унификации КУЭ конструктивных элементов детали определяем по формуле

(1)

где Q_УЭ - число унифицированных элементов детали (резьбы, фаски, отверстия, зубья, шлицы, шпонки, конусы);

Q_УЭ - число конструктивных элементов в детали.

По ЕСТПП КУЭ- 0,65 и выше.

Коэффициент точности обработки КТН определяем по формулам

(2)

(3)

где А_ср - средний квалитет - класс точности обработки;

А - квалитет - класс точности обработки;

n_j = число размеров соответствующего квалитета.

Чем больше К_тн , тем технологичнее конструкция. При К_тн 0,5 изделие

относится к весьма точным.

Коэффициент шероховатости К_ш определяется по формулам

(4)

(5)

где Б_ср— средний класс шероховатости;

Б - класс шероховатости;

n_jщ — число поверхностей соответствующего класса шероховатости.

Чем выше К_ш , тем технологичнее конструкция. При К_ш 0,16 изделия относятся к сложным.

Пример: количественная оценка технологичности деталей показана на рисунке1

Всего обрабатывается девять поверхностей:

Определим коэффициент унификации элементов К_УЭ по формуле (1) Q_УЭ=4; Q_Э=9

К_УЭ= =0,44

По рекомендации К_УЭ 0,65 и выше.

Определим коэффициент точности обработки К_ТН применяя формулу (2) и формулу (3)

Изделие относится к средней точности. По рекомендации К_тч S 0,5

Определим коэффициент шероховатости К_ш применяя формулу(4) и формулу (5)

По рекомендации К_ш 0,16

Вывод:

Анализ технологичности конструкции изделия показал, что данный вал относится к деталям со средней точностью. По коэффициентам технологичности конструкция относится к технологичным.

2 Специальный раздел (нанимать с нового листа)